水下生产控制系统被用来控制和监测水下采油设备的正常运行，而水下控制模块是水下生产控制系统的关键部分。国内对水下控制模块的研究起步较晚，理论的研究和装备的研发与国外有较大的差距。本文针对水下控制模块内的关键技术，进行了方案设计，研制出一套水下控制模块试验样机，并做了必要的测试。　　论文介绍了水下生产控制系统和水下控制模块的发展现状，对比分析了国外各公司的水下控制模块液压系统及机械结构的主要技术参数。提出了水下控制模块的总体设计方案，包括液压系统方案和机械结构布置方案。在液压系统中，液压动力源位于水面生产平台上，为整个液压系统提供液压动力；脐带缆内的液压流体经水下液压分配单元分配后输送到水下控制模块，由水下控制模块实现对水下阀门的控制。考虑海水压力的影响，水下控制模块整体采用压力平衡式补偿技术，内部水下电子舱被设计为承压结构，有效降低了水下控制模块的制造难度；同时采用对接和锁紧的方式来完成水下控制模块的安装和固定。　　针对水下阀门执行器与水下控制模块内部控制阀的特点，保证执行器快速启闭性和安全性设计了液压系统的部分管线；根据长软管的液阻特性设计了脐带缆内供油管和回油管的管径与长度，计算了包括蓄能器在内的其他液压元件的参数。　　采用水下机器人完成水下控制模块的安装或替换，安装过程中多个液压接头要同时插拔，其引导定位装置的好坏直接决定着安装过程的成败。本文运用几何学和机械精度理论为水下控制模块设计了定位装置；提出了水下机器人可操作的锁紧机构方案，并分析了其受力状态，进行了必要的校核计算；设计了水下控制模块壳体，计算了壳体用压力补偿器的容积；参考液压系统设计经验，对液压阀组进行了设计和校核计算。　　运用AMESim软件对水下控制模块液压系统进行了仿真分析，包括液压动力源、阀执行器及液压长软管的建模，以及系统在不同的工况下的仿真研究，验证了液压系统设计的合理性。做了水下控制模块试验样机的的部分性能测试，测试结果证明研制的试验样机运行可靠，能够满足设计要求。　　论文中采用阻尼匹配设计方法来设计水下控制模块液压系统，可以有效减少多根供、回油管路的阻尼对系统整体性能的影响；提出了与国外不同的水下控制模块对接和锁紧方案，并进行了试验，这些为国内水下控制模块的研发奠定了一些理论和技术基础。